一種耐候防腐鋼絞線包覆材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼絞線包覆材料，尤其是涉及一種耐候防腐鋼絞線包覆材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在大中型橋梁中鋼絞線是關(guān)鍵的承載構(gòu)件，其防腐材料直接關(guān)系到構(gòu)件的耐久性和安全性。許多工程因鋼絞線銹蝕而破壞，維修費用大大超過建造費用，使用壽命遠低于設計壽命，也給工程造成重大的安全隱患，至此對于鋼絞線的耐候、防腐工作是十分重要。目前，普通的鋼絞線包覆材料采用PE (HDPE即高密度基乙烯)，該材料僅能在短期內(nèi)保護鋼絞線不被銹蝕。一旦PE老化以后，就會發(fā)生開裂脫落的問題，至此就會失去防腐的性能。
[0003]鋼絞線的防腐工藝有很多種，其中包覆工藝是傳統(tǒng)的一種防腐方法。包塑是將分子化合物塑料護套擠套在鋼絞線外，該護套不與鋼絞線粘結(jié)，以隔離腐蝕背景為目標，其加工辦法普通是用擠塑機套在鋼絞線外層包覆。選擇的包覆材料一般為高密度聚乙烯(HDPE)。使用該材料的缺陷是:1、在太陽紫外線強烈的地方易老化，使用范圍受限制；2、夏天箱體內(nèi)溫度可能高于箱體外溫度，當溫度相當高時，可能對HDPE有影響；3、制造過程中會釋放出對環(huán)境有害的氣體，不利于環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明提供一種耐候防腐鋼絞線包覆材料及其制備方法。經(jīng)研發(fā)人員的大量實驗，成功制造出一種更優(yōu)于HDPE的包覆材料，即為高分子改性涂刷型包覆材料。其最大優(yōu)點是它的耐久性、耐候性、耐化學品性極佳。
[0005]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種耐候防腐鋼絞線包覆材料，其特征在于，由A組分和B組分混合而成，其中A組分由以下成分按重量百分比組成:
脂肪族異氰酸酯化合物 15-30 多元醇或聚醚胺68-85
改性助劑0.1-0.3。
[0006]B組分由以下成分按重量百分比組成:
增塑劑0-10
改性擴鏈劑10-20
混合仲氨基聚醚30-65
耐候防腐因子1-2
填料20-50
顏料10-20
改性促進劑0.5-2
潤濕分散助劑0.5-1。
[0007]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料的制備方法，其特征在于，其中A組分的制備有如下步驟:
步驟一.將多元醇或聚醚胺在-0.0SMPa真空狀態(tài)下，溫度為120°C，真空脫水2_3h備用；
步驟二.將脂肪族異氰酸酯類化合物吸入反應釜內(nèi)，在氮氣保護的狀態(tài)下升溫至40-450C，將步驟一得到的多元醇或聚醚胺加入反應釜混合；
步驟三.步驟二得到的混合物，當混合溫度不再上升的時候?qū)⑵渖郎刂?5-85°C，保溫3-4h ；
步驟四.保溫結(jié)束后，將改性助劑混入其中，充分混合30min，真空脫氣30min后，檢測NCO含量，合格即可包裝。
[0008]B組分的制備有如下步驟:
步驟一.將增塑劑、改性擴鏈劑、混合仲氨基聚醚、顏料、填料、耐候防腐因子按順序加入反應釜內(nèi)混合，然后泵入臥式砂磨機在400-500r/min高速分散的狀態(tài)下分散60_120min ；
步驟二.將步驟一得到的漿液泵入涂料砂磨機中進行研磨，直至細度合格為止；步驟三.將步驟二研磨的漿液泵入脫水脫氣反應釜進行脫水脫氣，溫度為100-120°C，抽真空-0.08MPa，時間 1.5-2h ；
步驟四.步驟三完成之后，降溫至60-70°C時，攪拌加入潤濕分散助劑以及改性促進劑，混合30min，脫氣后即可包裝。
[0009]本發(fā)明具有的特點及有益效果如下:
1、操作簡單，室溫即可操作。包覆材料的凝膠速度快，一般凝膠時間在5-15min之間，適合鋼絞線流水包覆工藝的要求。
[0010]2、該材料的耐候性能極佳，可經(jīng)受紫外線常年的照射，而不老化。
[0011]3、耐海水腐蝕極佳。
[0012]4、包覆材料的顏色可依照客戶要求隨意調(diào)動。
[0013]5、材料的環(huán)保性極佳，VOC零排放，其固化后涂層可達到食品級要求。
[0014]結(jié)合以上特點，本發(fā)明研制出的這種高分子改性包覆材料從環(huán)保以及耐久性方面考慮完全可以替代現(xiàn)有傳統(tǒng)PE包覆材料。由于樹脂化學穩(wěn)定性好，隔絕了有害介質(zhì)與鋼基的接觸，對結(jié)構(gòu)的安全非常有利。由于其優(yōu)異的性質(zhì)使其更換次數(shù)降低，延長了使用壽命，從而降低了整體工程的造價。特別是耐候與防腐性能可優(yōu)于PE包覆材料至少10倍以上。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明:
本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料作用原理如下:
本包覆材料為雙組份高分子改性聚合物，主要是異氰酸酯化合物中的異氰酸根集團與端氨基聚醚中的羥基還有氨基作用交聯(lián)，其中端氨基聚醚組分中輔以防腐性能優(yōu)越的填料以及耐候性能極佳的納米材料作為填充組分。幾者相互協(xié)同，最終達到本包覆材料的優(yōu)異性能。
[0016]A、B兩組分生產(chǎn)使用的主要設備均為以下業(yè)內(nèi)熟知設備:
(I)1000-5000L不銹鋼反應釜(要帶有冷凝設備)； (2)WSM臥式密閉砂磨機；
(3)涂料包裝設備；
(4)真空泵。
[0017]采用本包覆材料的鋼絞線技術(shù)參數(shù)如下:
(1)拉伸強度:彡1MPa；
(2)斷裂伸長率:多350%；
(3)撕裂強度:彡60N.mm ；
(4)硬度(邵氏A):彡70;
(5)粘結(jié)強度:彡2.0MPa或非粘接面破壞；
(6)可操作時間:<15min ；
(7)低溫彎折性:-30°C4h無變化；
(8)耐候性:戶外正常照射5-lOy無變化；30w紫外燈直接照射I月無變化；
(9)耐腐蝕性:
10%H2S0 4浸泡Iy無變化；
10%Na0H浸泡Iy無變化；
海水浸泡Iy無變化；
油品浸泡Iy無變化；
有機溶劑浸泡Iy無變化；
污水浸泡Iy無變化。
[0018]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料，A組分中的改性助劑選用苯磺酰氯。
[0019]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料，A組分中的多元醇或聚醚胺優(yōu)先選用聚碳酸酯二醇或氨基聚醚。
[0020]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料，B組分中的改性擴鏈劑優(yōu)先選用Unilink4200o
[0021]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料，B組分中的耐候防腐因子為納米氧化鋅與納米二氧化鈦的混合物，其混合比例為1:1。
[0022]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料，B組分中的改性促進劑為T-12、有機鉍、PU延遲催化劑C223的混合物，其混合比例為1:1:1。
[0023]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料，B組分中的混合仲氨基聚醚為分子量2000的仲氨基聚醚和分子量400的仲氨基聚醚的混合物，該混合物的平均分子量為1600。
[0024]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料，B組分中的填料選用滑石粉、氧化鋅、云母粉、沉淀硫酸鋇和活性重鈣五種。
[0025]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料，B組分中的潤濕分散助劑優(yōu)先選用BYK-2070 和 BYK-116 兩種。
實施例1:
A組分由以下成分按重量百分比組成:
IPDI30
氨基聚醚2000 69.8 苯磺酰氯0.2。
[0026]A組分的制備有如下步驟:
步驟一.按比例將氨基聚醚2000在-0.08MPa真空狀態(tài)下，溫度為120°C，真空脫水
2.5h備用；
步驟二.按比例將脂肪族異氰酸酯類化合物IPDI吸入反應釜內(nèi)，在氮氣保護的狀態(tài)下升溫至40°C，將步驟一得到的氨基聚醚2000加入反應釜混合(根據(jù)反應的激烈程度，該步可米用滴加工藝);
步驟三.步驟二得到的混合物，當混合溫度不再上升的時候?qū)⑵渖郎刂?0°C，保溫
3.5h ；
步驟四.保溫結(jié)束后，將改性助劑苯磺酰氯混入其中，充分混合30min，真空脫氣30min后，檢測NCO含量(含量8.0-9.0%)，合格即可包裝。
[0027]B組分由以下成分按重量百分比組成:
DOP8
Unilink420010
混合仲氨基醚 40 納米氧化鋅I
納米二氧化鈦 I 滑石粉8
氧化鋅6
云母粉5
沉淀硫酸鋇6
活性重鈣4
顏料10
改性促進劑0.5
BYK-20700.25
BYK-1160.25ο
[0028]B組分的制備有如下步驟:
步驟一.按比例將增塑劑D0P、改性擴鏈劑Unilink4200、混合仲氨基聚醚(為分子量2000的仲氨基聚醚和分子量400的仲氨基聚醚的混合物，該混合物的平均分子量為1600)、顏料、滑石粉、氧化鋅、云母粉、沉淀硫酸鋇和活性重鈣五種填料、納米氧化鋅和納米二氧化鈦按順序加入反應釜內(nèi)混合，然后泵入臥式砂磨機在450r/min高速分散的狀態(tài)下分散90min ；
步驟二.將步驟一得到的漿液泵入涂料砂磨機中進行研磨，直至細度合格為止(細度^ 80 μ );
步驟三.將步驟二研磨的漿液泵入脫水脫氣反應釜進行脫水脫氣，溫度為110°c，抽真空-0.08MPa，時間 1.5h ；
步驟四.步驟三完成之后，降溫至65°C時，按比例攪拌加入潤濕分散助劑BYK-2070和BYK-116以及改性促進劑(T-12、有機鉍、PU延遲催化劑C223的混合物，其混合比例為1:1:1)，混合30mi